В настоящее время происходит широкое внедрение в образовательный процесс современных информационных технологий (компьютеры, мультимедиа проекторы, доски) как средства для представления информации и моделирования реальных процессов.

Заманчиво использовать эти технологии в школьном демонстрационном эксперименте и практикуме. Если у нас есть довольно мощные, современные средства обработки и визуализации информации, то использование современных средств сбора информации, существенно расширяет область возможных для проведения в школе экспериментов. Большой набор датчиков выпускаемых современной промышленностью делает доступными измерения практически любых физических и химических величин непосредственно в ходе эксперимента. Использование ряда датчиков существенно ускоряет и упрощает эксперимент.

Каждый производитель датчиков реализует свой вариант сбора данных. Обычно датчики каждого производителя образуют некоторую систему. Достаточно подключить такую систему к компьютеру, и мы получаем современную лабораторию, которую можно использовать для проведения демонстрационных экспериментов и практикума.

Неограниченные возможности обработки данных с использованием персонального компьютера позволяют быстро провести эксперимент (что особенно важно в случае демонстрационного эксперимента) обработать полученные данные и сделать выводы, а использование современных мультимедийных технологий позволит наглядно продемонстрировать ход всего эксперимента в реальном времени.

Трудно переоценить роль современного оборудования с использованием датчиков при самостоятельной работе школьников. Проведение практических занятий с использованием датчиковых систем познакомит учеников с новой гранью уже достаточно распространенных компьютеров как с устройством сбора и обработки информации. Также учащийся ознакомится c современными методами исследовательского эксперимента, а в случае непосредственной работы входе занятий практикума получит навыки по сбору и обработке данных. Широкое распространение персональных компьютеров позволит ученикам делать самостоятельное эксперименты обрабатывать данные и создавать отчеты о проделанной работе.

Использовать датчики сами по себе довольно затруднительно. Сложность заключается в том, что очень часто требуется специальное оборудование для демонстрации тех или иных физических или химических законов. Например, для демонстрации газовых законов требуется изменять давление, температуру и объем газа в широких пределах. Для демонстрации этих явлений требуется целый набор установок. Нельзя требовать от учителя, и тем более от ученика самостоятельно собирать такие довольно сложные приборы. В качестве решения этой проблемы предлагаются сразу готовые установки с интегрированными в них датчиками. Такое решение позволяет проводить эксперимент быстро без сложной предварительной настройки и сборки оборудования.

У такого подхода есть еще немаловажная особенность. Стандартные приборы, собранные изготовителем всецело им поддерживаются и легко интегрируются в измерительную систему. Специальные сценарии проведения экспериментов позволят учителю быстро и наглядно продемонстрировать те или иные явления природы, потратив на приготовление и проведение эксперимента минимальное время.

Фирма L-микро выпускает несколько тематических наборов с интегрированными датчиками. Наборы собраны по темам, изучаемым в курсе школьной физики. Методические материалы, входящие в набор подробно описывают работу с датчиками в составе установок и обработку полученных результатов.

Специальные сценарии в программе L-физика позволяют провести эксперимент продемонстрировать собранные данные в реальном времени провести обработку данных и сделать выводы. Наглядный и удобный интерфейс позволит легко и быстро освоить эту программу.

В качестве примера рассмотрим набор “Газовые законы и свойства насыщенных паров» эксперимент циклический процесс в газе.

Эксперимент, предлагаемый вашему вниманию, заключался в циклическом изменении состояния газа (воздуха). Цикл изменений состоит из двух изотерм и двух изохор. Все четыре процесса являются изопроцессами и легко могут быть поняты школьниками.

Установка «Изотерма» представляет собой герметичный резервуар (полупрозрачный цилиндр из пластика с делениями), составляющий единую конструкцию с датчиком изменения объема (интегрированный датчик). Объем резервуара изменяется при движении внутри него поршня, осуществляемого вручную за счет вращения винта.

Давление газа измеряется датчиком давления, который присоединяется к цилиндру с помощью вакуумного шланга (входит в набор).

Для изменения температуры газа установка погружается в сосуды с горячей и холодной водой.

Интерфейс программы помогает демонстрировать учащимся изменения состояния газа в процессе эксперимента.

После проведения эксперимента можно попросить учащихся рассчитать выделившуюся энергию и воспользовавшись сверить ее с точным значением

Эксперимент может состоять из прямых и нескольких обратных циклов. Эксперимент позволяет продемонстрировать учащимся возможность отрицательной работы газа. И объяснить ограничения КПД тепловых двигателей.